什麼是着陸引導系統

用無線電設備引導駕駛員或自動駕駛儀使飛機安全着陸的導航系統。在能見度差和雲層低的條件下，駕駛員難以靠目視着陸，需要利用無線電導航設備和其他輔助設備（如燈光等）引導，以確保着陸的安全。

無線電着陸引導系統向飛機提供精確的着陸方位、下滑道和距離等引導信息，飛機依據這些信息對準跑道並按給定的下滑角進場和着陸，以保證接地點的偏差在規定的範圍以內。廣泛使用的着陸引導系統有兩種：國際標準儀表着陸系統和地面控制進場系統。這兩種系統只能將飛機引導到某一特定的高度，駕駛員看到跑道後即轉爲目視着陸。在着陸過程中，尤其是在全天候、全自動着陸時，還必須知道飛機距地面的準確高度，因而無線電高度表也是着陸引導系統的輔助設備。

儀表着陸系統：

在各種氣象條件下，駕駛員憑藉儀表使飛機安全着陸的無線電導航系統。這種系統最早出現於1939年，1949年國際民航組織將其定爲國際標準着陸系統。

工作原理

地面設備由航向臺、下滑臺和指點標組成。機載設備由航向信號、下滑信號和指點標信號接收設備組成（圖1）。

（1）航向臺:安裝在跑道終端，沿着跑道中心線方向發射左右兩個固定的窄波瓣，載頻相同（工作在108.1～111.9兆赫頻段），左波瓣發射的載頻受90赫幅度調製，右波瓣發射的載頻受 150赫幅度調製。兩個波瓣有一定的重疊區，重疊區的中心線與跑道中心線一致。若飛機對跑道中心線有橫向偏離，從進場方向看飛機偏到左邊時，所收到的90赫調製分量佔優勢。根據所收到信號中90赫和 150赫信號的幅度差可導出飛機相對跑道中心線的橫向偏離信號，經變換由偏離指示器的航向指針指示。若所收到的兩個信號相等，則航向指針指在中間位置，表明飛機對準了跑道中心線。若飛機偏航在跑道左邊，航向指針向右偏，指示駕駛員向右飛，或者相反。

（2）下滑臺：安裝在接地點附近的跑道一側，提供直線性的下滑路徑信息。在垂直平面內發射上、下兩個固定的窄波瓣，載頻相同（329.3～335.0兆赫），上波瓣受90赫幅度調製，下波瓣受150赫幅度調製，上、下兩波瓣有一定的重疊區，重疊區的中心線（即下滑道）與跑道水平面間的角度約爲3°。機載設備根據接收到的90赫和150赫信號幅度差，導出飛機相對於下滑道的垂直偏離信號，變換後由偏離指示器的下滑指針指示。若飛機偏航在下滑道上面，下滑指針下偏，指示駕駛員向下飛，或者相反。

（3）指點標：安裝在跑道中心線的延長線上，按離跑道始端的距離分爲中、外指點標。每個指點標分別向上發射75兆赫信號，輻射波束呈扇形，扇面垂直於跑道中心線，其載頻受識別頻率（分別爲1300赫和400赫）的幅度調製。機載指點標接收機將所接收到的信號轉換成燈光和音響信號，向駕駛員表示飛機正通過該指點標上空，指示在最終進場路徑上的精確位置。駕駛員可參照下滑指示覈對實際高度。

工作類型

國際民航組織於1965年規定了儀表着陸系統的三種工作類型（見表）。

特點

儀表着陸系統的優點是：

（1）能在複雜氣象條件下，向駕駛員提供精確而直觀的儀表着陸引導信息；

（2）可根據機場和氣象條件選擇不同的工作類型；

（3）使用國際通用的標準設備。缺點是：

（1）只能提供一條下滑角固定不變的對準跑道中心線的進場着陸航道，不適用於短距起落和垂直起落的飛機。由於波瓣覆蓋區窄，難於引導飛機繞過居民區，以減少對城鎮的噪聲污染；

（2）通道數少（40個）不能滿足國際民航的新要求（200個）；

（3）系統要求平坦和淨化的場地（草、雪等都會影響引導信號質量），因此安裝費用大，部分機場甚至不能使用。

儀表着陸系統正實現固態化，以提高系統準確度和可靠性，向Ⅲ類儀表着陸系統發展。國際民航組織規定，儀表着陸系統的使用保護期截止到1995年1月1日。

地面控制進場系統：

能準確地測量進場和着陸過程中飛機位置並引導飛機着陸的雷達系統。地面控制進場系統工作時，首先使用架設在機場附近高處的空中監視雷達，搜索並調度機場周圍約100公里範圍內的飛機，使之有秩序地依次進場。而後，用配置在跑道附近的精密進場雷達測定飛機在空中的正確位置，地面管制員判斷飛機是否處在正確的下滑道上，用無線電臺向駕駛員下達口頭指令，跟蹤並引導飛機臨近跑道，下降至決斷高度，然後由駕駛員目視着陸（圖2）。

地面控制進場系統自1942年研製成功以來，主要用於軍航，對民航僅作爲備用手段。

工作原理

空中監視雷達工作在10或23釐米波長，對機場周圍空域進行全向搜索。通常與地面定向機配合使用。雷達顯示器顯示飛機的方位和距離，同時顯示地圖、標誌。當駕駛員通過無線電臺請求着陸時，定向機測出空中電臺的方位，並在雷達顯示器上用方位亮線指示，亮線與飛機回波的交點就是所要識別的飛機（圖3a），管制員將飛機引導到精密進場雷達覆蓋區，同時繼續監視其他飛機。

精密進場雷達是工作在3釐米波長的三座標雷達，通常採用兩組天線，方位天線發射方位掃描的窄波束，下滑天線發射俯仰掃描的窄波束（圖2）。雷達在工作覆蓋區內(如方位20°，仰角8°，距離20釐米)跟蹤飛機並顯示在精密進場雷達顯示器上（圖3b）。顯示器上標有電的或機械的方位線和下滑線，地面管制員根據飛機回波偏離方位線和下滑線的情況，通過無線電臺向駕駛員發出“向上、向下、左飛、右飛”等修正口令，經過不斷修正，飛機按要求航道進場，然後安全地完成目視着陸。

這種系統用於不便安裝複雜着陸設備的機場和臨時性野戰機場，適用於只裝有無線電臺的各型軍用飛機。系統經改進並加裝計算機和數據鏈後，可用於航空母艦的飛機着艦。

特點

地面控制進場系統的優點是：

（1）飛機上無需加裝電子設備，對駕駛員不要求進行特殊訓練；

（2）適用於各種場地，機動性好；

（3）根據不同機種對下滑角度的要求，管制員可以選擇不同的下滑線。缺點是：

（1）因靠地面管制員指揮，駕駛員工作被動；

（2）因靠管制員手控天線跟蹤飛機，只能一架一架地引導；

（3）引導距離受氣象條件限制。

地面控制進場系統不斷採用新技術，如相控陣天線、數字動目標顯示和數據處理技術等，以便能同時跟蹤多個目標，可爲多架次、多種下滑道的飛機提供着陸引導。爲克服駕駛員的被動工作狀態，可用地－空數傳電路將地面控制信息顯示給駕駛員。

微波着陸系統：

工作於微波頻段（5031.0～5090.7兆赫）、由機上設備獲得引導數據的無線電着陸系統。國際民航組織於1978年選定時基掃描波束微波着陸系統，作爲新的標準着陸系統。這種系統能提供連續的、精確的三座標（方位、仰角、距離）信息。微波着陸系統克服了儀表着陸系統只能提供單一進場航道的缺點，具有寬闊的覆蓋範圍，飛機可以按弧線進場（圖4）。這種系統能抑制多徑干擾和地面反射影響，降低對場地條件的要求。

工作原理

系統由地面和機載設備組成。地面設備可分爲基本型和擴展型兩種。

（1）基本型：包括正向方位臺、仰角臺、地空數字傳輸設備、精密測距器；

（2）擴展型:在基本型的基礎上增加拉平臺、反向方位臺、360°全方位臺。機載設備包括機載微波着陸系統接收機和測距詢問器（圖5）。地面方位臺天線發射的窄扇形波束（水平面波束寬度爲 0.5°～3°）以恆定的高速率（20000度／秒）往返掃描，最大掃描範圍爲±60°，發射的信號是未調製單頻信號。掃描波束照射到飛機時，機載設備檢測出一個脈衝信號，在每次往返掃描中，機載設備檢測出兩個脈衝，求出飛機相對於跑道中心線的方位角θ＝v/2·(T0-t)。式中θ爲方位角（度）;v爲天線掃描速度（度／微秒）;T0爲掃描波束由跑道中心線掃到-θ0，再由-θ0返回跑道中心線所需要的時間（微秒）；t爲往、返掃描測得兩個脈衝中心之間的時間間隔（微米）。

微波着陸系統採用時分多址工作方式，同一頻道上工作的各個臺只能在分配的時隙內發射信號（圖6）。各個臺順序發射的信號共同組成一幀，一幀中各時隙是獨立的，順序可以任意選擇，用單個機載接收設備可以接收和處理各種信息。信號格式中的前導信號和其他信號（如數據），均以差分移相鍵控方式對載頻進行調製，已調製信號由專門的天線向整個覆蓋區發播。

特點

微波着陸系統適用於民航和軍用航空的各類機場和各型飛機，可用於全天候、全自動着陸。它的優點是：

（1）系統精度高，能滿足全天候工作的要求；

（2）系統有寬闊的工作覆蓋區，允許飛機任意選擇機場航道，適用於常規起落、短距起落、垂直起落的各型飛機；

（3）系統容量大（200個通道），能滿足空中交通量增加的要求；

（4）採用微波頻段，設備體積小，對場地條件要求低；

（5）系統抑制多徑干擾的能力強。

新的國際標準微波着陸系統將逐步替代儀表着陸系統。

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